CN106981928A - 一种智能变电站光功率监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能变电站光功率监控系统，其技术特点是：包括网管中心及安装在智能变电站内的多个光功率监测装置，多个光功率监测装置与变电站内的IED设备相连接实时监测IED设备的光功率，光功率监测装置通过电力传输网与网管中心相连接，在网管中心内安装有智能变电站光功率监控软件；该监控软件由安全管理模块、配置管理模块、实时数据管理模块、历史数据管理模块、告警管理模块、拓扑图管理模块和通信管理模块连接构成。本发明实现对智能变电站IED设备光功率的实时监测功能，同时，光功率监测板卡采用对数比放大电路代替传统的线性放大电路，提高了测量精度，而且电路简洁、易于校准，保证了智能变电站安全可靠地运行。

Description

一种智能变电站光功率监控系统

技术领域

本发明属于智能变电站技术领域，尤其是一种智能变电站光功率监控系统。

背景技术

智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息各个环节。在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的环节。智能变电站由数字化变电站演变而来，经过多年的发展，技术已经日臻完善，相比较其它环节，智能变电站已经达到了可以大规模进行推广的条件。智能变电站系统分为三层：过程层、间隔层、站控层。过程层包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。

目前智能变电站的建设处于一个高速发展的过程，各地不断的有新的智能变电站建设完成，在网运行的智能变电站也越来越多。智能变电站的IED设备间的通信网络全部转变为光纤以太网，变电站内大量的光纤连接起来不同层次的IED设备，共同完成高速的数据通信。因此设备的光口和站内的光缆、光跳线对于智能变电站的可靠运行十分的重要。

站内光缆光纤、IED设备光口的可靠是变电站网络正常运行的基础，是智能变电站可靠运行的基石。由于站内众多的光跳线使用，基于站内光缆的基本特性，在变电站内环境变化和人员施工的情况下，可能对光纤造成弯曲、挤压；另外鼠类啃咬等伤害也不容忽视，因此监测光缆和尾纤的运行情况和IED设备光口稳定性，是当前一个十分必要和迫切的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、实时性强且安全可靠的智能变电站光功率监控系统。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种智能变电站光功率监控系统，包括网管中心及安装在智能变电站内的多个光功率监测装置，多个光功率监测装置与变电站内的IED设备相连接实时监测IED设备的光功率，光功率监测装置通过电力传输网与网管中心相连接，在网管中心内安装有智能变电站光功率监控软件；所述智能变电站光功率监控软件由安全管理模块、配置管理模块、实时数据管理模块、历史数据管理模块、告警管理模块、拓扑图管理模块和通信管理模块连接构成。

所述光功率监测装置包括机箱、一个网控板卡、多个光功率监测板卡和电源板卡，上述板卡均采用带电热插拔方式安装在机箱上，在每个光功率监测板卡表面上均设置有光纤接线端子，所述光功率监测板卡通过串口与网控板卡相连接，电源板卡与网控板卡及光功率监测板卡相连接为上述板卡供电，该网控板卡通过网络接口与网管中心相连接将监测结果实时上传到网管中心。

所述光功率监测板卡包括微处理器、光功率采集电路、发送模块、接收模块、存储器和状态指示模块，所述微处理器分别与光功率采集电路、发送模块、接收模块、存储器、状态指示模块相连接，所述功率采集电路与光纤线路相连接，发送模块和接收模块与网控板卡相连接，所述状态指示模块与光功率监测板卡设有的指示灯相连接。

所述微处理器采用SPCE061A微处理器；所述光功率采集电路采用对数放大器LOG2112，所述接收模块采用采用MC3486模块，所述发送模块采用74ABT126模块；所述存储器采用FM24CL04芯片；所述机箱为4U机箱。

所述电源板卡采用两块并采用热冗余备份方式安装在机箱上。

本发明的优点和积极效果是：

本发明将多个光功率监测装置安装在智能变电站内监测IED设备的光功率值并实时上传至网管中心，由网管中心的智能变电站光功率监控软件实现整个系统的配置和实时数据、告警信息的显示等功能，从而实现对智能变电站IED设备光功率的实时监测功能，同时，多个光功率监测装置内的光功率监测板卡采用对数比放大电路代替传统的线性放大电路，不仅可以避免换档误差和繁琐的对数运算，提高精度，而且电路简洁、易于校准，保证了智能变电站安全可靠地运行。

附图说明

图1是本发明的系统连接示意图；

图2是本发明的网管中心的智能变电站光功率监控软件构成示意图；

图3是本发明的的机箱结构示意图；

图4是本发明的光功率监测装置的电控原理图；

图5是本发明的光功率监测板卡电路方框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种智能变电站光功率监控系统，如图1所示，包括网管中心及安装在智能变电站内的多个光功率监测装置，多个光功率监测装置与变电站内的IED设备相连接实时监测IED设备的光功率，光功率监测装置通过电力传输网与网管中心相连接，在网管中心内安装有智能变电站光功率监控软件。

如图2所示，智能变电站光功率监控软件用来完成系统的配置和实时数据、告警信息的显示等功能，软件的功能模块划分参照了TMN的功能体系，模块的划分结构清晰，方便用户的使用和功能扩展。智能变电站光功率监控软件包括如下7个主要功能模块：安全管理模块、配置管理模块、实时数据管理模块、历史数据管理模块、告警管理模块、拓扑图管理模块、通信管理模块，下面对上述功能模块分别进行说明：

(1)安全管理模块：完成系统中使用人员的登记、角色的分配、以及按照角色的配置对用户的操作进行鉴权，防止非法用户的侵入和不合法的数据修改等。不同的用户会有不同的操作权限系统提供2种用户级别：调度员，管理员。查询员可以有以下权限：告警查询，量告警确认，实时曲线，告警声音开/关，通道告警查询，实时数据列表，告警屏蔽查看。调度员可以有以下权限：拥有查询员所有的功能，增加修改图形，更新后台配置，发送设备配置，备份数据库，查询告警；管理员的级别最高，拥有所有的权限，可以使用所有的功能。

(2)配置管理模块：完成系统内数据的配置管理功能，可管理数据对象包括变电站、监测设备、被监测设备、板卡、接口等信息的添加、修改、删除等操作。通过配置管理模块用户可以完成系统内运行所需要的基础数据的管理。

(3)实时数据管理模块：管理及显示系统内的实时数据，实时数据管理模块接收通信管理模块的实时数据，并且根据配置信息进行计算和告警分析，并将告警的实时数据送入告警管理模块和历史数据管理模块进行进一步的显示和处理。软件能够实时的显示光功率的数据，能够把数据的信息录入到系统当中，当有告警发生的时候会有告警的时间和告警的状态。

(4)历史数据管理模块：系统历史数据的存储和查询都是由历史数据管理模块来完成的，历史数据管理模块将实时数据和告警信息按照规定的格式存入历史数据库中，以便于用户进行数据的查询和比对。并且为进一步的数据分析和统计做好基础。

(5)告警管理模块分为实时数据告警处理和历史告警的查询和统计功能。告警管理模块接受到实时数据处理模块的告警信息后，按照定义的告警显示策略进行声音、光、图形定位等方式对用户发出警示，提示用户及时处理告警信息。

(6)拓扑管理模块是一个采用矢量图形引擎为基础的图形绘制和显示模块，为用户提供了一个可视化和直观管理和告警展示方式。通过拓扑管理模块用户可以按照变电站的系统结构图绘制监控的画面，当某个设备告警时，系统会自动弹出设备图形，并且根据预定义的告警级别以不通的颜色提示用户告警设备。

(7)通信管理模块位于系统的底层主要完成系统内管理的监测设备的通信状态和通信数据的收发功能，通信管理模块是网管系统可靠运行的基础模块，需要长期可靠运行；简单、高效、稳定、易扩展、可接入大量的监测设备是通信管理模块必须具备的基本特征。

如图3所示，所述光功率监测装置包括4U型机箱6及其安装在机箱上的一个网控板卡1、多个光功率监测板卡2和电源板卡5，在本实施例中，光功率监测板卡采用八个，电源板卡采用两个并采用热冗余备份，上述板卡均采用带电热插拔方式安装在机箱内。在每个光功率监测板卡表面上均设置有六组光纤接线端子3和六组状态指示灯4，每组光纤接线端子均包括一对光纤进线接线端子和一对光纤出线接线端子。

如图4所示，所述八个光功率监测板卡通过串口与网控板卡相连接，电源板卡与网控板卡及光功率监测板卡相连接为上述板卡供电，网控板卡通过网络接口与网管中心相连接，实时监测各个光功率监测板卡的光功率值的变化并将光功率告警实时上传到网管中心。网控板卡及电源板卡均为现有技术并采用市售产品即可实现。

如图5所示，光功率监测板卡包括微处理器、光功率采集电路、发送模块、接收模块、存储器、状态指示模块，所述微处理器分别与光功率采集电路、发送模块、接收模块、存储器、状态指示模块相连接，功率采集电路与光纤线路相连接，发送模块和接收模块与网控板卡相连接。其中，微处理器采用SPCE061A微处理器。光功率采集电路采用光功率采集电路采用对数放大器LOG2112；接收模块和发送模块分别采用MC3486接收器和74ABT126发送器与网控板卡进行通信，存储器采用FM24CL04芯片；状态指示模块采用光电二极管实现状态显示功能。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种智能变电站光功率监控系统，其特征在于：包括网管中心及安装在智能变电站内的多个光功率监测装置，多个光功率监测装置与变电站内的IED设备相连接实时监测IED设备的光功率，光功率监测装置通过电力传输网与网管中心相连接，在网管中心内安装有智能变电站光功率监控软件；所述智能变电站光功率监控软件由安全管理模块、配置管理模块、实时数据管理模块、历史数据管理模块、告警管理模块、拓扑图管理模块和通信管理模块连接构成。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站光功率监控系统，其特征在于：所述光功率监测装置包括机箱、一个网控板卡、多个光功率监测板卡和电源板卡，上述板卡均采用带电热插拔方式安装在机箱上，在每个光功率监测板卡表面上均设置有光纤接线端子，所述光功率监测板卡通过串口与网控板卡相连接，电源板卡与网控板卡及光功率监测板卡相连接为上述板卡供电，该网控板卡通过网络接口与网管中心相连接将监测结果实时上传到网管中心。

3.根据权利要求2所述的一种智能变电站光功率监控系统，其特征在于：所述光功率监测板卡包括微处理器、光功率采集电路、发送模块、接收模块、存储器和状态指示模块，所述微处理器分别与光功率采集电路、发送模块、接收模块、存储器、状态指示模块相连接，所述功率采集电路与光纤线路相连接，发送模块和接收模块与网控板卡相连接，所述状态指示模块与光功率监测板卡设有的指示灯相连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能变电站光功率监控系统，其特征在于：所述微处理器采用SPCE061A微处理器；所述光功率采集电路采用对数放大器LOG2112，所述接收模块采用采用MC3486模块，所述发送模块采用74ABT126模块；所述存储器采用FM24CL04芯片；所述机箱为4U机箱。

5.根据权利要求2所述的一种智能变电站光功率监控系统，其特征在于：所述电源板卡采用两块并采用热冗余备份方式安装在机箱上。